KR20040024900A - Apparatus of cleaning the semiconductor wafer and method of using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 기판의 세정장치 및 이를 이용한 세정방법에 관한 것으로서, 특히 반도체 기판의 정렬을 확인할 수 있는 세정장치 및 이를 이용한 세정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cleaning apparatus for a semiconductor substrate and a cleaning method using the same, and more particularly, to a cleaning apparatus capable of confirming alignment of a semiconductor substrate and a cleaning method using the same.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 반도체 기판 상에 다양한 배선(예 : 텅스텐, 알루미늄, 티타늄 또는 티타늄질화 배선 등) 패턴과 이 배선 패턴을 노출시키는 콘택홀 또는 비아홀을 형성해야 한다. 배선 패턴과 콘택홀 또는 비아홀을 형성하는 공정은 사진 공정, 식각 공정, 에싱 공정, 세정 공정, 린스 공정 및 건조 공정으로 이루어진다.In order to manufacture a semiconductor device, various wiring patterns (eg, tungsten, aluminum, titanium or titanium nitride wiring, etc.) and contact or via holes exposing the wiring patterns must be formed on the semiconductor substrate. The process of forming the wiring pattern and the contact hole or the via hole includes a photo process, an etching process, an ashing process, a cleaning process, a rinse process, and a drying process.
세정 공정은 배선 패턴과 콘택홀 또는 비아홀을 형성하기 위한 식각 공정 및에싱 공정시 발생한 식각 잔류물과 같은 불순물을 반도체 기판의 표면으로부터 제거하는 것을 목적으로 한다. 제거되어야 할 불순물로는 플라즈마 식각 또는 반응성 이온 식각(RIE) 공정시 포토레지스트 패턴을 구성하는 C, H, O등의 성분과 배선 물질이 플라즈마와 반응하여 형성된 유기 폴리머, 식각 공정 또는 에싱 공정시 배선 물질이 포토레지스트 패턴 및 콘택홀 또는 비아홀의 측벽으로 백-스퍼터링(back-sputtering)되어 형성된 유기 금속성 폴리머(organometallic polymer), 에싱 공정 후에 반도체 기판 표면에 잔존하는 레지스트 잔류물 및 배선 패턴 하부의 절연막 등이 과식각되면서 백-스퍼터링되어 형성된 절연물(주로 실리콘산화막) 또는 금속성 절연물 등이 있다. 반도체 집적회로의 고집적화 추세에 따라 불순물이 제거되지 않아 발생한 오염이 제품의 수율과 신뢰성에 큰 영향을 미치게 되었다. 따라서, 세정 공정의 중요성은 더욱 증대되고 있다.The cleaning process is intended to remove impurities from the surface of the semiconductor substrate, such as an etching process for forming a wiring pattern, a contact hole or a via hole, and an etching residue generated during the ashing process. Impurities to be removed include organic polymers formed by reacting plasma with components such as C, H, and O, which form the photoresist pattern during the plasma etching or the reactive ion etching (RIE) process, and the wiring during the etching or ashing process. An organometallic polymer formed by back-sputtering a photoresist pattern and a sidewall of a contact hole or a via hole, a resist residue remaining on a surface of a semiconductor substrate after an ashing process, and an insulating film under a wiring pattern. There is an insulator (mainly a silicon oxide film) or a metallic insulator formed by back-sputtering while over-etching. With the trend toward higher integration of semiconductor integrated circuits, contamination caused by the removal of impurities has a great impact on product yield and reliability. Therefore, the importance of the cleaning process is further increased.
반도체 기판을 세정하기 위하여 세정액이 담긴 배스(bath)에 반도체 기판을 장입한다. 이 때, 장입된 반도체 기판이 원활하게 세정되고 반도체 기판에 손상을 가해지지 않기 위해서 반도체 기판을 정렬한다.In order to clean the semiconductor substrate, the semiconductor substrate is charged into a bath containing a cleaning liquid. At this time, the loaded semiconductor substrate is smoothly cleaned and the semiconductor substrate is aligned in order not to damage the semiconductor substrate.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 일반적인 세정방법에 대해 살펴보기로 한다. 도 1은 일반적인 세정방법을 설명하기 위하여 도시한 개략도이다.Hereinafter, a general cleaning method will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a schematic view illustrating a general cleaning method.
도 1을 참조하면, 세정장치는 크게 반도체 기판을 로딩하는 로딩부(100)와 이를 세정하기 위한 세정부(102) 및 반도체 기판을 언로딩하는 언로딩부(108)로 이루어진다. 세정부(102)는 세정액이 담긴 배스(104)와 반도체 기판을 지지하는 반도체 기판 가이드(106)를 구비한다. 세정부(102)로의 반도체 기판의 이송은로봇(robot)을 이용한다. 한편, 반도체 기판을 지지하는 방법으로 반도체 기판 가이드(106)를 이용하지 않고 로봇에 의하여 지지할 수도 있다. 또한, 로딩부(100)에서 배스(104) 내로 이송하고 남은 캐리어는 이동라인(110)에 의하여 언로딩부(108)로 이송한다.Referring to FIG. 1, the cleaning apparatus includes a loading unit 100 for loading a semiconductor substrate, a cleaning unit 102 for cleaning the semiconductor substrate, and an unloading unit 108 for unloading the semiconductor substrate. The cleaning unit 102 includes a bath 104 containing a cleaning liquid and a semiconductor substrate guide 106 supporting the semiconductor substrate. The transfer of the semiconductor substrate to the cleaning unit 102 uses a robot. In addition, it can also support by a robot, without using the semiconductor substrate guide 106 as a method of supporting a semiconductor substrate. In addition, the remaining carrier is transferred to the unloading unit 108 by the moving line 110 after the transfer to the bath 104 in the loading unit 100.
한편, 반도체 기판의 세정을 위해서는 반도체 기판의 정렬이 필요한 데 이는 세정부(102)로 반도체 기판을 이송하거나 또는 세정 중에 반도체 기판이 손상되는 것을 피하기 위함이다. 통상적으로 반도체 기판의 정렬은 세정부(102)로 이송되기 전인 로딩부(100)와 세정후 언로딩부(108)로 이송된 후에 실시한다.In order to clean the semiconductor substrate, alignment of the semiconductor substrate is required in order to avoid transferring the semiconductor substrate to the cleaning unit 102 or damaging the semiconductor substrate during the cleaning. Typically, the alignment of the semiconductor substrate is performed after being transferred to the loading unit 100 and the unloading unit 108 after cleaning before being transferred to the cleaning unit 102.
그런데. 세정공정의 진행 중에 배스(104)에서 반도체 기판의 정렬 불일치가 발생되면, 반도체 기판의 추가 손상이나 완전파손이 야기되어, 상기 세정장치에 오염이 발생하고 연쇄적으로 반도체 기판이 손상되는 문제점이 발생한다.By the way. If misalignment of the semiconductor substrate occurs in the bath 104 during the cleaning process, further damage or complete damage of the semiconductor substrate may occur, resulting in contamination of the cleaning apparatus and damage of the semiconductor substrate in series. do.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 세정공정 중에 발생하는 반도체 기판의 정렬 불일치를 확인하여 추가적인 손상을 방지할 수 있는 반도체 기판 세정장치를 제공하는 데 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a semiconductor substrate cleaning apparatus that can prevent further damage by checking the misalignment of the semiconductor substrate generated during the cleaning process.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 세정공정 중에 발생하는 반도체 기판의 정렬 불일치를 확인하여 추가적인 손상을 방지할 수 있는 반도체 기판 세정방법을 제공하는 데 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a semiconductor substrate cleaning method that can prevent further damage by checking the misalignment of the semiconductor substrate generated during the cleaning process.
도 1은 일반적인 세정방법을 설명하기 위하여 도시한 개략도이다.1 is a schematic view illustrating a general cleaning method.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 반도체 기판의 세정장치 및 이를 이용한 세정방법을 설명하기 위해 도시한 개략도이다.2 and 3 are schematic views illustrating a cleaning apparatus of a semiconductor substrate and a cleaning method using the same according to an embodiment of the present invention.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 반도체 기판의 세정장치는, 반도체 기판을 장입할 수 있는 배스와 상기 배스의 상부에 설치되어 상기 반도체 기판이 장입되기 전과 장입된 후의 영상을 비교하여 상기 반도체 기판의 에지라인 정렬 여부를 확인하는 감지기를 구비한다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a cleaning apparatus for a semiconductor substrate, wherein the semiconductor having a bath capable of charging the semiconductor substrate is installed on an upper portion of the bath, and the images of the semiconductor substrate are loaded before and after the semiconductor substrate is charged. It is provided with a detector for checking the alignment of the edge line of the substrate.
본 발명에 의한 반도체 기판 세정장치에 의하면, 상기 감지기는 디지털 카메라인 것이 바람직하다.According to the semiconductor substrate cleaning apparatus according to the present invention, it is preferable that the detector is a digital camera.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 반도체 기판 세정방법은,The semiconductor substrate cleaning method according to the present invention for achieving the above another technical problem,
배스에 반도체 기판을 장입하는 단계와 상기 반도체 기판이 장입되기 전과 장입된 후의 영상을 감지기에 의하여 비교하여 상기 반도체 기판의 에지라인 정렬을 확인하는 단계를 포함한다.And loading a semiconductor substrate into a bath and comparing the images before and after the semiconductor substrate is loaded by a detector to confirm the edge line alignment of the semiconductor substrate.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정하는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, only this embodiment to make the disclosure of the present invention complete, and complete the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to inform you.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 반도체 기판의 정렬을 확인하는 장치 및 이를 이용한 확인방법을 설명하기 위해 도시한 개략도이다.2 and 3 are schematic views illustrating an apparatus for confirming alignment of a semiconductor substrate according to an embodiment of the present invention and a confirmation method using the same.
도 2 및 도 3을 참조하면, 반도체 기판의 에지라인 정렬 확인장치는 반도체 기판을 장입할 수 있는 배스(200)와 상기 배스(200)의 상부에 설치되어 상기 반도체 기판이 장입되기 전과 장입된 후의 영상을 비교하여 상기 반도체 기판의 에지라인 정렬을 확인하는 감지기(204)를 구비한다. 감지기(204)는 배스(200)의 상부의형태를 영상으로 나타낸다. 필요에 따라 감지기(204)의 위치를 다양하게 변화시킬 수 있다. 배스(200) 내에는 반도체 기판을 지지하는 반도체 기판 가이드(202)를 구비할 수 있으며, 경우에 따라 로봇에 의하여 지지할 수도 있다. 나아가, 상기 감지기(204)는 디지털 카메라일 수도 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, an edge line alignment checking apparatus of a semiconductor substrate is installed on a bath 200 capable of charging a semiconductor substrate and on top of the bath 200, before and after the semiconductor substrate is charged. A detector 204 is provided to compare the images to confirm edge line alignment of the semiconductor substrate. The detector 204 displays an image of the top of the bath 200. If necessary, the position of the detector 204 may be variously changed. The bath 200 may include a semiconductor substrate guide 202 for supporting a semiconductor substrate, and may be supported by a robot in some cases. Furthermore, the detector 204 may be a digital camera.
도 2의 (a)는 반도체 기판이 장입하기 전의 영상을 나타내고 도 2의 (b)는 반도체 기판이 장입된 후의 영상을 나타낸다. 도 2의 (a)와 (b)를 비교하면 장입되기 전과 후의 영상에 차이가 없다. 이렇게 되면 반도체 기판의 정렬에는 이상이 없는 것이므로 세정공정은 계속 진행된다.FIG. 2A shows an image before the semiconductor substrate is loaded and FIG. 2B shows the image after the semiconductor substrate is loaded. When comparing (a) and (b) of Figure 2 there is no difference in the image before and after loading. As a result, there is no abnormality in the alignment of the semiconductor substrate, and the cleaning process continues.
도 3의 (a)는 반도체 기판이 장입하기 전의 영상을 나타내고 도 3의 (b)는 반도체 기판이 장입된 후의 영상을 나타낸다. 도 3의 (b)는 도 3의 (a)에 비하여 반도체 기판의 정렬이 불일치한 영상(206)이 나타난다. 이에 의하여 반도체 기판의 정렬이 불일치된 것을 확인할 수 있고 곧바로 세정공정을 중단한다. 따라서, 추후 반도체 기판의 장입이 금지되므로 추가로 발생되는 반도체 기판의 손상을 피할 수 있다.FIG. 3A shows an image before the semiconductor substrate is loaded and FIG. 3B shows an image after the semiconductor substrate is loaded. FIG. 3B shows an image 206 with misalignment of semiconductor substrates as compared with FIG. 3A. As a result, the alignment of the semiconductor substrate can be confirmed to be inconsistent, and the cleaning process is stopped immediately. Therefore, since the loading of the semiconductor substrate is prohibited later, damage to the semiconductor substrate that is additionally generated can be avoided.
상술한 본 발명에 의한 반도체 기판 세정장치 및 이를 이용한 세정방법에 따르면, 배스의 상단 부에 설치된 감지기에 의하여 반도체 기판이 장입되기 전과 후의 영상을 비교하여 반도체 기판의 정렬을 확인함으로써 반도체 기판의 추가손상을 막을 수 있는 반도체 기판의 세정장치 및 세정방법을 제공할 수 있다.According to the semiconductor substrate cleaning apparatus according to the present invention and the cleaning method using the same, further damage of the semiconductor substrate by checking the alignment of the semiconductor substrate by comparing the image before and after the semiconductor substrate is loaded by the sensor installed in the upper end of the bath The cleaning apparatus and the cleaning method of a semiconductor substrate which can prevent this can be provided.
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